Hoëprestasie ultrasnelle waferlasertegnologie

Hoëprestasie ultrasnelle waferlasertegnologie
Hoë-kragultrasnelle lasersword wyd gebruik in gevorderde vervaardiging, inligting, mikro-elektronika, biomedisyne, nasionale verdediging en militêre velde, en relevante wetenskaplike navorsing is noodsaaklik om nasionale wetenskaplike en tegnologiese innovasie en hoëgehalte-ontwikkeling te bevorder. Dun skyfieslaserstelselMet sy voordele van hoë gemiddelde krag, groot pulsenergie en uitstekende straalkwaliteit, is dit in groot aanvraag in attosekonde-fisika, materiaalverwerking en ander wetenskaplike en industriële velde, en is dit wyd besorg deur lande regoor die wêreld.
Onlangs het 'n navorsingspan in China selfontwikkelde wafermodule en regeneratiewe versterkingstegnologie gebruik om hoëprestasie (hoë stabiliteit, hoë krag, hoë straalkwaliteit, hoë doeltreffendheid) ultrasnelle wafer te bereik.laseruitset. Deur die ontwerp van die regenerasieversterkerholte en die beheer van die oppervlaktemperatuur en meganiese stabiliteit van die skyfkristal in die holte, word die laseruitset van enkelpulsenergie >300 μJ, pulswydte <7 ps, gemiddelde krag >150 W bereik, en die hoogste lig-tot-lig-omskakelingsdoeltreffendheid kan 61% bereik, wat ook die hoogste optiese omskakelingsdoeltreffendheid is wat tot dusver gerapporteer is. Die straalkwaliteitsfaktor M2 <1.06 @ 150W, 8h stabiliteit RMS <0.33%, hierdie prestasie dui op 'n belangrike vordering in hoëprestasie-ultrasnelle waferlaser, wat meer moontlikhede vir hoëkrag-ultrasnelle lasertoepassings sal bied.

Hoë herhalingsfrekwensie, hoë-krag wafer regenerasie versterkingstelsel
Die struktuur van die waferlaserversterker word in Figuur 1 getoon. Dit sluit 'n veselaserbron, 'n dunskyflaserkop en 'n regeneratiewe versterkerholte in. 'n Ytterbium-gedoteerde veselosillator met 'n gemiddelde krag van 15 mW, 'n sentrale golflengte van 1030 nm, 'n pulswydte van 7.1 ps en 'n herhalingstempo van 30 MHz is as die saadbron gebruik. Die waferlaserkop gebruik 'n tuisgemaakte Yb:YAG-kristal met 'n deursnee van 8.8 mm en 'n dikte van 150 µm en 'n 48-slag pompstelsel. Die pompbron gebruik 'n nul-fononlyn LD met 'n 969 nm sluitgolflengte, wat die kwantumdefek tot 5.8% verminder. Die unieke verkoelingsstruktuur kan die waferkristal effektief afkoel en die stabiliteit van die regenerasieholte verseker. Die regeneratiewe versterkingsholte bestaan ​​uit Pockels-selle (PC), dunfilmpolariseerders (TFP), kwartgolfplate (QWP) en 'n hoë-stabiliteitsresonator. Isolators word gebruik om te verhoed dat versterkte lig die saadbron terugwaarts beskadig. 'n Isolatorstruktuur wat bestaan ​​uit TFP1, Rotator en Halfgolfplate (HWP) word gebruik om insetsaad en versterkte pulse te isoleer. Die saadpuls betree die regenerasie-versterkingskamer via TFP2. Bariummetaboraat (BBO) kristalle, PC en QWP kombineer om 'n optiese skakelaar te vorm wat 'n periodiek hoë spanning op die PC toepas om die saadpuls selektief vas te vang en dit heen en weer in die holte te versprei. Die verlangde puls ossilleer in die holte en word effektief versterk tydens die heen-en-weer-voortplanting deur die kompressieperiode van die boks fyn aan te pas.
Die wafer-regenerasieversterker toon goeie uitsetprestasie en sal 'n belangrike rol speel in hoë-end vervaardigingsvelde soos ekstreme ultravioletlitografie, attosekonde-pompbron, 3C-elektronika en nuwe energievoertuie. Terselfdertyd word verwag dat die waferlasertegnologie toegepas sal word op groot superkragtigelasertoestelle, wat 'n nuwe eksperimentele middel bied vir die vorming en fyn opsporing van materie op die nanoskaal-ruimteskaal en femtosekonde-tydskaal. Met die doel om in die land se belangrikste behoeftes te voorsien, sal die projekspan voortgaan om op lasertegnologie-innovasie te fokus, verder deur te breek in die voorbereiding van strategiese hoëkrag-laserkristalle, en die onafhanklike navorsings- en ontwikkelingsvermoë van lasertoestelle op die gebied van inligting, energie, hoë-end toerusting en so meer effektief te verbeter.